rtmplib rtmp协议过程分析
转自:http://chenzhenianqing.cn/articles/1009.html
写的很好,收藏如下,向作者致敬!
没事碰到了librtmp库,这个库是ffmpeg的依赖库,用来接收,发布RTMP协议格式的数据。
代码在这里:git clone git://git.ffmpeg.org/rtmpdump
先看一段通过librtmp.so库下载RTMP源发布的数据的例子,从rtmpdump中抽取出来。使用的大体流程如下:
- RTMP_Init主要就初始化了一下RTMP*rtmp变量的成员。
- RTMP_SetupURL 函数将rtmp源地址的端口,app,等url参数进行解析,设置到rtmp变量中。比如这样的地址: rtmp://host[:port]/path swfUrl=url tcUrl=url 。
- RTMP_SetBufferMS 函数设置一下缓冲大小;
- RTMP_Connect函数完成了连接的建立,一级RTMP协议层的应用握手,待会介绍。
- RTMP_ConnectStream总的来说,完成了一个流的创建,以及打开,触发服务端发送数据过来,返回后,服务端应该就开始发送数据了。
- Download 其实是RTMP_Read函数的封装,后者读取服务端的数据返回。
- RTMP_Init(&rtmp);//初始化RTMP参数
- //指定了-i 参数,直接设置URL
- if (RTMP_SetupURL(&rtmp, fullUrl.av_val) == FALSE) {
- RTMP_Log(RTMP_LOGERROR, "Couldn't parse URL: %s", fullUrl.av_val);
- return RD_FAILED;
- }
- rtmp.Link.timeout = timeout ;
- /* Try to keep the stream moving if it pauses on us */
- if (!bLiveStream )
- rtmp.Link.lFlags |= RTMP_LF_BUFX;
- while (!RTMP_ctrlC)
- {
- RTMP_Log(RTMP_LOGDEBUG, "Setting buffer time to: %dms", DEF_BUFTIME);
- RTMP_SetBufferMS(&rtmp, DEF_BUFTIME);//告诉服务器帮我缓存多久
- RTMP_LogPrintf("Connecting ...\n");
- if (!RTMP_Connect(&rtmp, NULL)) {//建立连接,发送"connect"
- nStatus = RD_NO_CONNECT;
- break;
- }
- RTMP_Log(RTMP_LOGINFO, "Connected...");
- //处理服务端返回的各种控制消息包,比如收到connect的result后就进行createStream,以及发送play(test)消息
- if (!RTMP_ConnectStream(&rtmp, 0)) {//一旦返回,表示服务端开始发送数据了.可以play了
- nStatus = RD_FAILED;
- break;
- }
- nStatus = Download(&rtmp, file, bStdoutMode, bLiveStream );
- if (nStatus != RD_INCOMPLETE || !RTMP_IsTimedout(&rtmp) || bLiveStream)
- break;
- }
一、建立协议连接
下面来详细介绍下RTMP_Connect函数的工作。
先看代码,下面RTMP_Connect的工作是连接对端,进行握手,并且发送”connect” 控制消息,附带一些app,tcurl等参数。其实时调用了2个函数完成工作的:RTMP_Connect0, RTMP_Connect1 。
- int RTMP_Connect(RTMP *r, RTMPPacket *cp)
- {//连接对端,进行握手,并且发送"connect" 控制消息,附带一些app,tcurl等参数
- struct sockaddr_in service;
- if (!r->Link.hostname.av_len)
- return FALSE;
- memset(&service, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
- service.sin_family = AF_INET;
- if (r->Link.socksport)
- {
- /* Connect via SOCKS */
- if (!add_addr_info(&service, &r->Link.sockshost, r->Link.socksport))
- return FALSE;
- }
- else
- {
- /* Connect directly */
- if (!add_addr_info(&service, &r->Link.hostname, r->Link.port))
- return FALSE;
- }
- if (!RTMP_Connect0(r, (struct sockaddr *)&service))//建立一个socket连接
- return FALSE;
- r->m_bSendCounter = TRUE;
- return RTMP_Connect1(r, cp);//进行C0-2/S0-2协议握手,发送connect命令
- }
其中RTMP_Connect0 函数比较简单,标准的socket, conect 流程,另外设置了一下TCP_NODELAY选项,方便小包发送等。以及SO_RCVTIMEO读超时,这部分属于基本的TCP层面的连接;
RTMP_Connect1 函数则完成类似HTTP层面的RTMP协议的连接建立过程。首先是HandShake 握手。RTMP的握手是通过客户端跟服务端互相发送数据包来完成的,每人3个数据包,名之为C0,C1,C2 以及S0,S1, S2。其发送数据有严格的限制的。因为互相依赖。这个在官方文档中有详细的介绍,不多说。
对于librtmp来说,可能的一种流程是:
CLIENT SERVER
C0,C1 —>
<— S0, S1,S2
C2 –>
具体看一下代码,比较长。
- static int HandShake(RTMP *r, int FP9HandShake)
- {//C0,C1 -- S0, S1, S2 -- C2 消息握手协议
- int i;
- uint32_t uptime, suptime;
- int bMatch;
- char type;
- char clientbuf[RTMP_SIG_SIZE + 1], *clientsig = clientbuf + 1;
- char serversig[RTMP_SIG_SIZE];
- clientbuf[0] = 0x03;//C0, 一个字节。03代表协议版本号为3 /* not encrypted */
- uptime = htonl(RTMP_GetTime());//这是一个时间戳,放在C1消息头部
- memcpy(clientsig, &uptime, 4);
- memset(&clientsig[4], 0, 4);//后面放4个字节的空数据然后就是随机数据
- //后面是随机数据,总共1536字节的C0消息
- #ifdef _DEBUG
- for (i = 8; i < RTMP_SIG_SIZE; i++)
- clientsig[i] = 0xff;
- #else
- for (i = 8; i < RTMP_SIG_SIZE; i++)
- clientsig[i] = (char)(rand() % 256);//发送C0, C1消息
- #endif
- if (!WriteN(r, clientbuf, RTMP_SIG_SIZE + 1))
- return FALSE;
- //下面读一个字节也就是S0消息,看协议是否一样
- if (ReadN(r, &type, 1) != 1) /* 0x03 or 0x06 */
- return FALSE;
- RTMP_Log(RTMP_LOGDEBUG, "%s: Type Answer : %02X", __FUNCTION__, type);
- if (type != clientbuf[0])//C/S版本不一致
- RTMP_Log(RTMP_LOGWARNING, "%s: Type mismatch: client sent %d, server answered %d", __FUNCTION__, clientbuf[0], type);
- //读取S1消息,里面有服务器运行时间
- if (ReadN(r, serversig, RTMP_SIG_SIZE) != RTMP_SIG_SIZE)
- return FALSE;
- /* decode server response */
- memcpy(&suptime, serversig, 4);
- suptime = ntohl(suptime);
- RTMP_Log(RTMP_LOGDEBUG, "%s: Server Uptime : %d", __FUNCTION__, suptime);
- RTMP_Log(RTMP_LOGDEBUG, "%s: FMS Version : %d.%d.%d.%d", __FUNCTION__, serversig[4], serversig[5], serversig[6], serversig[7]);
- /* 2nd part of handshake */
- if (!WriteN(r, serversig, RTMP_SIG_SIZE))//发送C2消息,内容就等于S1消息的内容。
- return FALSE;
- //读取S2消息
- if (ReadN(r, serversig, RTMP_SIG_SIZE) != RTMP_SIG_SIZE)
- return FALSE;
- bMatch = (memcmp(serversig, clientsig, RTMP_SIG_SIZE) == 0);
- if (!bMatch)//服务端返回的S2消息必须跟C1消息一致才行
- {
- RTMP_Log(RTMP_LOGWARNING, "%s, client signature does not match!", __FUNCTION__);
- }
- return TRUE;
- }
握手的目的其实是互相沟通一下支持的协议版本号,服务器时间戳等。确保连接的对端真的是RTMP支持的。
发送请求给服务端。
然后就是SendConnectPacket的工作了。总结一句其功能是成一个“connect消息以及其app,tcurl等参数,然后调用RTMP_SendPacket函数将其数据发送出去。
到这里连接建立完成了。
二、准备数据通道
RTMP_ConnectStream完成了通道的建立。其处理服务端返回的各种控制消息包,比如收到connect的result后就进行createStream,以及发送play(test)消息。一旦返回,表示服务端开始发送数据了.可以play了。
函数本身比较简单,就是一个while循环,不断的调用RTMP_ReadPacket读取服务端发送过来的数据包进行相应的处理。直到m_bPlaying变老变为TRUE为止,也就是可以播放的时候为止。数据包的处理函数为RTMP_ClientPacket。
- int RTMP_ConnectStream(RTMP *r, int seekTime)
- {//循环读取服务端发送过来的各种消息,比如window ack**, set peer bandwidth, set chunk size, _result等
- //直到接收到了play
- RTMPPacket packet = { 0 };
- /* seekTime was already set by SetupStream / SetupURL.
- * This is only needed by ReconnectStream.
- */
- if (seekTime > 0)
- r->Link.seekTime = seekTime;
- r->m_mediaChannel = 0;
- //一个个包的读取,直到服务端告诉我说可以play了为止
- while (!r->m_bPlaying && RTMP_IsConnected(r) && RTMP_ReadPacket(r, &packet))
- {
- if (RTMPPacket_IsReady(&packet))//是否读取完毕。((a)->m_nBytesRead == (a)->m_nBodySize)
- {
- if (!packet.m_nBodySize)
- continue;
- if ((packet.m_packetType == RTMP_PACKET_TYPE_AUDIO) ||
- (packet.m_packetType == RTMP_PACKET_TYPE_VIDEO) ||
- (packet.m_packetType == RTMP_PACKET_TYPE_INFO))
- {
- RTMP_Log(RTMP_LOGWARNING, "Received FLV packet before play()! Ignoring.");
- RTMPPacket_Free(&packet);
- continue;
- }
- RTMP_ClientPacket(r, &packet);//处理一下这个数据包,其实里面就是处理服务端发送过来的各种消息等。直到接受到了play/publish
- RTMPPacket_Free(&packet);
- }
- }
- //返回当前是否接收到了play/publish 或者stopd等
- return r->m_bPlaying;
- }
RTMP_ReadPacket 跟Send类似,函数比较长,基本是处理RTMP数据包RTMPPacket的包头,包体的读写等碎碎代码。真正处理事件的函数为RTMP_ClientPacket。
RTMP_ClientPacket函数是一个很大的数据包分发器。负责将不同类型m_packetType的数据包传递给对应的函数进行处理。比如:
- RTMP_PACKET_TYPE_CHUNK_SIZE 块大小设置消息 HandleChangeChunkSize;
- RTMP_PACKET_TYPE_CONTROL 控制消息 HandleCtrl ;
- RTMP_PACKET_TYPE_AUDIO 音频消息 HandleAudio;
- RTMP_PACKET_TYPE_INFO 元数据设置消息 HandleMetadata;
- RTMP_PACKET_TYPE_INVOKE 远程过程调用 HandleInvoke;
其中比较重要的是HandleInvoke 远程过程调用。其里面实际是个状态机。
前面说过,建立连接握手的时候,客户端回发送connect字符串以及必要的参数给服务端。然后服务端会返回_result消息。当客户端收到_result消息后,会从消息里面取出其消息号,从而在r->m_methodCalls[i].name 中找到对应发送的消息是什么消息。从而客户端能够确认发送的那条消息被服务端处理了。进而可以进行后续的处理了。来看HandleInvoke开头的代码。
- static int HandleInvoke(RTMP *r, const char *body, unsigned int nBodySize){
- AMFObject obj;
- AVal method;
- double txn;
- int ret = 0, nRes;
- nRes = AMF_Decode(&obj, body, nBodySize, FALSE);
- if (nRes < 0){
- RTMP_Log(RTMP_LOGERROR, "%s, error decoding invoke packet", __FUNCTION__);
- return 0;
- }
- AMF_Dump(&obj);
- AMFProp_GetString(AMF_GetProp(&obj, NULL, 0), &method);
- txn = AMFProp_GetNumber(AMF_GetProp(&obj, NULL, 1));
- RTMP_Log(RTMP_LOGDEBUG, "%s, server invoking <%s>", __FUNCTION__, method.av_val);
- if (AVMATCH(&method, &av__result))
- {//接收到服务端返回的一个_result包,所以我们需要找到这个包对应的那条命令,从而处理这条命令的对应事件。
- //比如我们之前发送了个connect给服务端,服务端必然会返回_result,然后我们异步收到result后,会调用
- //RTMP_SendServerBW,RTMP_SendCtrl,以及RTMP_SendCreateStream来创建一个stream
- AVal methodInvoked = {0};
- int i;
- for (i=0; i<r->m_numCalls; i++) {//找到这条指令对应的触发的方法
- if (r->m_methodCalls[i].num == (int)txn) {
- methodInvoked = r->m_methodCalls[i].name;
- AV_erase(r->m_methodCalls, &r->m_numCalls, i, FALSE);
- break;
- }
- }
上面可以看出,librtmp发送出一条需要得到服务端返回结果的消息的时候,会将消息名称记录在m_methodCalls数组上面,其下标就是告诉服务端的消息id。从而每次收到_result的时候就能知道对那个的是哪条消息methodInvoked。
然后就可以进行对应的处理了,举个例子:在之前发送connect的时候,body部分的第二个元素为一个整数,代表一个唯一ID,这里是1,如下图:
服务端对此数据包的回包会是如下的样子:
注意蓝底的Number 1, 他会跟上面的connect(live)消息对应的。因此methodInvoked变量就能等于connect,所以HandleInvoke函数会进入到如下的分支:
- //下面根据不同的方法进行不同的处理
- if (AVMATCH(&methodInvoked, &av_connect))
- {
- if (r->Link.protocol & RTMP_FEATURE_WRITE)
- {
- SendReleaseStream(r);
- SendFCPublish(r);
- }
- else
- {//告诉服务端,我们的期望是什么,窗口大小,等
- RTMP_SendServerBW(r);
- RTMP_SendCtrl(r, 3, 0, 300);
- }
- RTMP_SendCreateStream(r);//因为服务端同意了我们的connect,所以这里发送createStream创建一个流
- //创建完成后,会再次进如这个函数从而走到下面的av_createStream分支,从而发送play过去
- if (!(r->Link.protocol & RTMP_FEATURE_WRITE))
- {
- /* Authenticate on Justin.tv legacy servers before sending FCSubscribe */
- if (r->Link.usherToken.av_len)
- SendUsherToken(r, &r->Link.usherToken);
- /* Send the FCSubscribe if live stream or if subscribepath is set */
- if (r->Link.subscribepath.av_len)
- SendFCSubscribe(r, &r->Link.subscribepath);
- else if (r->Link.lFlags & RTMP_LF_LIVE)
- SendFCSubscribe(r, &r->Link.playpath);
- }
- }
- else if (AVMATCH(&methodInvoked, &av_createStream))
上面的分支在服务端同意客户端的connect请求后,客户端调用。
根据流的配置类型不同,进行不同的处理,比如如果是播放的话,那么就会调用SendReleaseStream,以及SendFCPublish发送publish消息;
否则会调用RTMP_SendServerBW设置缓冲大小,也就是图中的“Window Acknowledgement Size 5000000” 。 然后就是RTMP_SendCtrl设置缓冲时间;
之后就会调用RTMP_SendCreateStream函数,发送注明的流创建过程。发送createStream消息给服务端,创建数据传输通道。当然这里只是发送了数据,什么时候能够确定创建成功呢?答案很简单:当接收到服务端的数据包后,如果其为过程调用,且为_result,并且AVMATCH(&methodInvoked, &av_createStream)的时候,就代表创建成功。看如下代码:
- else if (AVMATCH(&methodInvoked, &av_createStream))
- {
- r->m_stream_id = (int)AMFProp_GetNumber(AMF_GetProp(&obj, NULL, 3));
- if (r->Link.protocol & RTMP_FEATURE_WRITE)
- {//如果是要发送,那么高尚服务端,我们要发数据
- SendPublish(r);
- }
- else
- {//否则告诉他我们要接受数据
- if (r->Link.lFlags & RTMP_LF_PLST)
- SendPlaylist(r);
- SendPlay(r);//发送play过去,
- RTMP_SendCtrl(r, 3, r->m_stream_id, r->m_nBufferMS);//以及我们的buf大小
- }
- }
- else if (AVMATCH(&methodInvoked, &av_play) ||
- AVMATCH(&methodInvoked, &av_publish))
- {//接收到了play的回复,那么标记为play
- r->m_bPlaying = TRUE;
- }
- free(methodInvoked.av_val);
createStream消息确认收到后,客户端就是发送SendPlay 请求开始接收数据,或者SendPublish请求开始发布数据;
此后再经过几次简短的消息传输,比如:onStatus(‘NetStream.Play.Start’) | |RtmpSampleAccess() | onMetaData() 等,真正的数据就能够开始接收了。也就是服务端开始发送数据了。通信的信道已经建立好。
三、读取数据
连接经过漫长的过程建立起来后,数据读取比较简短,只需要调用nRead = RTMP_Read(rtmp, buffer, bufferSize)函数不断的读取数据就行。这些数据就是发送方放入RTMP通道里面的数据了。
所以这部分其实就等于:通道已经建立,读使用RTMP_Read,发送使用RTMP_SendPacket等。
介绍的差不多了,再细致的后续有时间再补上。基本框架就在这里。过段时间看看nginx_rtmp_module模块学习一下。
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